Download - 11.termo i
![Page 1: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/1.jpg)
11. Termodinamika I. Kontzeptu orokorrak. 1. printzipioa.
![Page 2: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/2.jpg)
1. SarreraPartikula kopuru handia daukaten sistema fisikoen azterketa.
NA-ren ordenakoa (NA: Avogadroren zenbakia)
Ezin dira “infinitu” ekuazio diferentzial ebatzi.
Terminologia:•Sistema termodinamiko: materia jakin baten zati isolatu bat (MUGA batez isolatua).•Ingurune: sistema termodinamikoa inguratzen duena.•Unibertsoa: Bien batura.•Oreka termodinamikoa: Sist. termodinamiko baten egoera makroskopikoa ez bada
aldatzen isolatua dagoen bitartean.•Aldagai termodinamikoak: egoera definitzen dutenak.
Sistema oso handia deskribatzeko:EZ DUGU EGOERA MISKROSKOPIKOA (r, v, a) EZAGUTU BEHAR BAIZIK ETA
MAGNITUDE MAKROSKOPIKOAK (V, T, P)
Aztertuko duguna: GAS IDEALA (sistema termodinamiko sinpleenetakoa)Bere egoera deskribatzeko aldagai makroskopikoak: P, V.
![Page 3: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/3.jpg)
2. Oreka termikoa. Termodinamikaren zero printzipioa
TENPERATURA kontzeptu enpirikoa (esperimentala).
Demagun A eta B bi sistema isolatu:
A B BA
A B BAA B A' B'
A B A' B'
A eta B ez aldatu!!Horma adiabatikoak.
Sistemak adiabatikoki isolatuak.
Egoera aldatu!!Horma diatermikoak.
Kontaktu termikoan jarri ditugu.
Bi sistema kontaktu termikoan jartzean OREKA TERMIKO berri bat lortzen da A’ eta B’.
![Page 4: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/4.jpg)
2. Oreka termikoa. Termodinamikaren zero printzipioa
Termodinamikaren zero-printzipioa: Bi sistema (A eta B) bereizita badaude, baina biak hirugarren batekin oreka termikoan, orduan, A eta B oreka termikoan daude.
Tenperatura (egoera-aldagaia): bi sistema oreka termikoan dauden zehazten duen propietatea.
A
BC
A
B
C
T1 T2kontaktuan
T1 > T2
Q = E
Energia –transferentzia
BEROA
![Page 5: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/5.jpg)
2. Oreka termikoa. Termodinamikaren zero printzipioa
PV diagrama erabiliko dugu oreka termikoan dauden gas baten egoera guztiak adierazteko.
P
V
Isoterma: tenperatura berdina daukaten egoerak bertan daude.V1
V2
P1 P2
Tenperatura eskala definitzeko sistema termodinamiko bat aukeratu erreferentzia moduan. Adibidez: Celsius gradua: Ura Patm-tan T = 0 ºC izozte puntua eta T = 100 ºC irakite puntua.
Gas batean P eta V oreka egoerak guztiz deskribatu: T = T (P, V)
Egoera ekuazioa(P eta V erlazionatzen dituen ekuazioa)
![Page 6: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/6.jpg)
3. Gas idealaEsperimentalki behatzen da, presio baxuan gas baten isotermak:
kteVPn
gasaren mol kopurua
Honekin, T- eskala berria definitu daiteke tenperaturaren eskala absolutua (Kelvin graduak)
Proportzionaltasun konstanteaR = 8.31 J/K·mol (S.I.)
Gasetan: P atm V lT K
R = 0.082 atm·l/K·mol
Gas idealen egoera ekuazioa: P V n R T
(º ) ( ) 273.15t C T K Celsius eskalaren eta Kelvin eskalaren arteko erlazioa:
![Page 7: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/7.jpg)
4. Lan hidrostatikoaOrain arte kontsideratu dugu V = kte (horma finkoak)
Baldin V kte hormak desplazatu GASAK LANA EGINGO DU!
Demagun,
V
A
F = PA F’
Baldin F’ < PA edo F’ > PA oreka mekanikorik ez
enboloa desplazatu gasak lan egingo du
LAN HIDROSTATIKOASuposa dezagun PROZESU KUASIESTATIKO bat (infinitu egoeratik
pasatu)dx oso txikia P ez da asko aldatzen.
W F dx P A dx P dV a
h
V
V
PdVWGasak enboloaren gainean egiten duen lana.
V
P
V h V a
W
W > 0 Espantsioa: V handitu.W < 0 Konpresioa: V txikitu.
Ibilbidearen menpekoa
![Page 8: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/8.jpg)
4. Lan Hidrostatikoa
Adibideak
h
aV
V
V
V V
VlnnRT
V
dVnRTPdVW
a
h
a
h
ha
V
V
VVPPdVWa
h
V
P
V h V a
W W
a) Lana, espantsio kuasiestatiko eta isotermiko batean
b) Lana, espantsio kuasiestatko batean, presio konstanteaz
V
P
V h V a
W
c) Gas baten espantsio ez-kuasiestatikoa, F < PA indar baten kontra A A
F P,V P',V'
F
x V'PVA
FxFW ah
F < PA
F = P’A Oreka berreskuratu
![Page 9: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/9.jpg)
5. Barne-energiaIkusten genuen: kanpo elkarrekintzarik ez eta barne-indar kontserbakorrak E = kte
Gasen kasuan: Barne energiari U:
,i
bar barz p z p ij
i i j
E E E E E kte
0 Gas idealen kasuan (partikulen arteko interakzioak arbuiatu)
Gas monoatomikoa:
Gas diatomikoa:
Gas perfektuen barne energia T-ren menpekoa bakarrik: Jouleren legea
![Page 10: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/10.jpg)
6. Termodinamikaren lehen printzipioaSistema isolatu batean barne-energia kontserbatu.Sistema ez isolatu batentzat: Termodinamikaren ppioa energia balantze bat da.
Adiabatikoki isolatutako sistema batean:
barz p kanE E E W
adiabatikoaU W
U Q W
dU Q W
(sistemak egindako lana adiabatikoki isolatua dagoenean)
Adiabatikoki ez-isolatutako sistema batean:Energia hormetan zehar transferitu daiteke BEROA
Termodinamikaren 1. ppioa: U barne energia aldatzen da inguruarekin energia transferitzen delako (Q beroa).
Sistemak Q zurgatu U Sistemak W egin U
Prozesu kuasiestatiko batentzat
Ez da prozesuaren menpekoa: EGOERA FUNTZIO: U, P, V, T
Prozesuaren menpekoa:EZ egoera funtzio
Sistema UW >0
Q >0
![Page 11: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/11.jpg)
7. Bero-ahalmenakSistema batek zurgatutako beroa (Q) eta tenperatura aldaketaren (T) arteko erlazioa: BERO AHALMENA (C)
ha TT
QC
Sistemak zurgatu behar duen beroa Tª
gradu batez igotzeko.
Prozesu kuasiestatikoan: dT
QC
Prozesuaren araberakoa da.
Bero-ahalmen infinitua (C = ∞) duen sistema termodinamikoa foku kalorifiko deitzen dugu. (Fokuaren T ez da aldatzen Q bero-kantitate finitua ematen edo kentzen badiogu ere)
Bero espezifikoa: bero-ahalmena masa unitateko
Bero-ahalmen molarra: bero-ahalmena moleko
Bolumen konstantepeko bero-ahalmena (V = kte):
VV dT
QC
Presio konstantepeko bero-ahalmena (P = kte):
PP dT
QC
![Page 12: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/12.jpg)
7. Bero-ahalmenak
Gas monoatomikoa
a) Bolumen konstantepeko (V = kte) bero ahalmena Cv:
b) Presio konstantepeko (P = kte) bero-ahalmena Cp:
![Page 13: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/13.jpg)
8. Prozesu kuasiestatikoak gas ideal batean8.1. Gas idealen ezaugarri garrantzitsuen laburpena
Egoera ekuazioa:
Barne energia:
PV n R T
VU U T C T VdU C dT
Bero-ahalmenak:
Gas monoatomikoa
Gas diatomikoa
nR2
3
dT
QC
VV
nR2
5
dT
QC
PP
nR2
5
dT
QC
VV
nR2
7
dT
QC
PP
P VC C nR Mayer-en formula:
8.2. Prozesu isokoroak
P
V
P1
P2
V = kte Sistemak ez du lanik egiten: 0W PdV
U-ren aldaketa, xurgatutako Q-ren ondorio izango da:
![Page 14: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/14.jpg)
8. Prozesu kuasiestatikoak gas ideal batean
8.3. Prozesu isobaroak
P = kte
V2V1
P
W P dV W P V
PQ C dT PQ C T
Gas idealen ekuazioa kontutan hartuz:
nRdV dTP
nRV TP
Beraz,
8.4. Prozesu isotermikoak
V1 V2
P1
P2
T = kte Gas idealetan U = U(T) denez:
![Page 15: 11.termo i](https://reader031.vdocumento.com/reader031/viewer/2022013105/55ba7470bb61eb7f1f8b486b/html5/thumbnails/15.jpg)
8. Prozesu kuasiestatikoak gas ideal batean
8.5. Prozesu adiabatikoak
Prozesu adiabatiko batean ez da bero transferentziarik gertatzen
V1 V2
P1
P2
0Q
Gainera:
Isoterma T
Isoterma T’ < T
Prozesu adiabatikoa (espantzio adiabatikoa)
Q = 0 denez U=-W Wadiabat = -U = -CVT
Prozesu adiabatiko oro Th eta Ta –ren menpekoa baino ez da.
*